4. ai-SLAM (SS 19)
Am 17. Juni 2019 fand der 4. ai-SLAM statt. Die Sieger widmen sich verschiedenen Aspekten von Virtual Reality und konnten dem Publikum ihre Forschungsgebiete eindruckvoll darlegen.
1. Fabian Sauer: Untersuchung von 3D-Manipulationstechniken mit Schwerpunkt des haptisches Feedbacks in Virtual-Reality-Anwendungen
Während sich VR-Anwendungen in der Breite eher verhalten entwickeln, haben Geschäftskunden die Potenziale von VR in der Produktentwicklung (Simulation), als auch im Besonderen in der Schulung von Arbeitsabläufen von Mitarbeitern erkannt. Das Forschungsprojekt setzt hier an, um eine noch realistischere Erfahrung zu ermöglichen.
Ziel des Forschungsprojektes ist es die Manipulation von virtuellen Objekten „erfahrbar" zu gestalten. Daher berührt man innerhalb einer virtuellen Umgebung ein Objekt, um dies in Größe und Form zu ändern, so interagiert man in der Realität mit einem ähnlichen Objekt, sodass in der virtuellen Realität der Eindruck entsteht, man berühre das virtuelle Objekt tatsächlich. Dieser Eindruck wird als haptisches Feedback bezeichnet.
Mittelfristig soll im Rahmen des Forschungsprojektes eine Anwendung zur Manipulation komplexerer Objektformen entstehen. Hauptschwerpunkte sind dabei das Mapping also die Übertragung und Abstraktion der virtuellen und der echten Welt.
Für die virtuelle Umgebung kommt die HTC Vive zum Einsatz. Die Entwicklung erfolgt mittels Unity und C# sowie Python3.
2. Maximilian Schulze: Entwicklung eines projektionsbasierten Mehrpersonen-VR-Systems
Virtual Reality ist in 2019 weiterhin ein Thema, an dem viel geforscht wird. In meinem Forschungsprojekt habe ich mich mit Kollaboration und Virtual Reality auseinandergesetzt.
Um Kollaboration in einer VR-Szene zu ermöglichen, sind verschiedene Ansätze möglich. Beispielsweise könnten alle Teilnehmer mithilfe von Avataren in eine virtuelle Szene repliziert werden, damit sie in dieser Szene gemeinsam eine Aufgabe erfüllen können. Dazu muss jedoch jeder Teilnehmer eine VR-Brille tragen, damit er die virtuelle Szene aus Sicht seines Avatars sehen kann.
Einen anderen Weg gehen Local Collaborative Environments. Sie erlauben es mehreren Nutzern, die in einem Raum nebeneinander stehen, in einer virtuellen Szene zusammenzuarbeiten. Zur Interaktion mit der Szene verwenden sie ihren Körper oder spezielle Controller. Die Teilnehmer sehen die Szene dabei nicht über VR-Brillen, sondern auf den Wänden, die sie umgeben. Eine solche Umgebung hat den Vorteil, dass die Personen ihre Kollaborateure direkt sehen können, sodass die direkte Person-zu-Person-Kommunikation über Gestik und Mimik nicht verloren geht oder nicht in die virtuelle Szene übertragen werden muss.
In meiner Arbeit habe ich einen Prototypen eines solchen Local Collaborative Environment mithilfe der CAVEder HTW-Berlin implementiert und getestet.
3. Florian Tornack: Cybersickness - Enstehung und Minderung
Mit fortschreitender Entwicklung der Technik wird Virtual Reality immer beliebter. Gerade in der Gaming-Industrie nutzen immer mehr VR-Brillen wie bspw. die HTC Vive oder die Oculus Rift. Ein Problem das bei der Nutzung allerdings immer noch auftritt ist die sog. Cybersickness.
Cybersickness beschreibt verschiedene Krankheitssysmptome, wie z.B. Übelkeit, Schwindel oder Orientierungslosigkeit, die auftreten, während sich der Nutzer in der virtuellen Realität befindet. Die genaue Ursache ist dabei nicht bekannt, es existieren lediglich Theorien. Eine davon, die <i>Sensor Conflict Theory</i> bspw., geht davon aus, dass die Symptome auf einen Konflikt des visuellen und vestibulären Nervensystems zurückzuführen sind. Dabei meldet das visuelle Nervensystem die Informationen, die es in der VR-Welt sieht, an das Gehirn, die vom vestibulären Nervensystem jedoch nicht bestätigt werden können und kommt es zum Konflikt bzw. Auftreten der Symptome. Allerdings tritt Cybersickness nicht bei allen Nutzern auf, es scheint also von weiteren Faktoren abhängig zu sein.
Um das Auftreten von Cybersickness zu vermindern, gibt es sowohl hard- als auch softwareseitige Ansätze. Das Ziel der Forschungsarbeit ist es, verschiedene Ansätze in einer Anwendung softwareseitig umzusetzen und zu kombinieren. Zur Anwendung kommen dabei drei verschiedene Techniken.
Die Fortbewegung erfolgt mithilfe der sogenannten <i>Teleport Locomotion</i>. Dabei bewegt sich der Spieler nicht mithilfe eines Steuerkreuzes o.ä. sondern teleportiert sich von einer Position zur anderen und kann sich dort – im Falle der HTC Vive – in einem eingeschränkten Bereich bewegen.
Schaut der Spieler sich um, soll eine weitere Technik, die <i>Dynamic Field of View Modification</i>, zum Einsatz kommen. Dabei verkleinert sich das Sichtfeld abhängig von der Rotations- & Bewegungsgeschwindigkeit des Nutzers, wodurch dieser bei schnellen Bewegungen weniger Informationen aufnehmen muss und das gezeigte besser verarbeiten kann.
Die letzte in der Forschungsarbeit zu testende Technik zur Minderung von Cybersickness sind die <i>Static Rest Frames</i>. Dabei werden im Blickfeld des Nutzers feste Objekte angebracht (z.B. ein Visier oder ein Cockpit). Durch diese Punkte soll sich der Nutzer in der Welt besser orientieren können.
Die genannten Ansätze wurden – jeder für sich - alle bereits in anderen Arbeiten getestet. Der eigentliche Punkt dieser Forschungsarbeit ist jedoch die Überprüfung, ob die unterschiedlichen Methoden miteinander kombiniert werden und dadurch Cybersickness verstärkt mindern können. Dies soll mithilfe von Personentests zu einem späteren Zeitpunkt noch herausgefunden werden.
